Sublime Systems riceve la certificazione ASTM per il cemento a basso contenuto di carbonio

A giugno abbiamo parlato ai nostri lettori di Sublime Systems, un’azienda che produce cemento senza rilasciare enormi nubi di emissioni di carbonio nell’atmosfera. È una delle tante idee che provengono dal fertile cervello di Yet-Ming Chiang, il genio creativo del MIT responsabile di diverse aziende innovative, tra cui American Superconductor Corporation, A123 Systems, Desktop Metal, Form Energy e 24M Technologies.

La produzione del cemento Portland è responsabile di circa l’8% di tutte le emissioni di carbonio a livello globale ogni anno. Ci sono due ragioni per questo. Innanzitutto, il calcare deve essere riscaldato a circa 2700º F in forni giganti per creare i materiali di base per il cemento. Ci vuole molta energia per farlo, energia che tipicamente proviene dalla combustione del gas metano. In secondo luogo, la reazione chimica all’interno di questi forni rilascia ancora più anidride carbonica.

Va benissimo sviluppare una nuova tecnologia che riduca le emissioni di carbonio – la Terra ha bisogno di tutto l’aiuto possibile – ma se il tuo nuovo prodotto elegante non ha le giuste approvazioni e certificazioni, nessuno lo userà. Ottenerli significa sottoporre i prodotti a rigorose procedure di test: il primo passo per soddisfare le normative edilizie. Nessun test significa nessuna certificazione, nessuna approvazione del codice e nessuna opportunità di mercato.

Nel 1898 fu fondata l’American Society for Testing and Materials. Ora è conosciuta come ASTM International e gestisce quasi 13.000 standard industriali in tutto il mondo. Fino a poco tempo fa, la maggior parte degli standard relativi al cemento erano basati sulla ricetta, e l’ingrediente chiave di quella ricetta era il cemento Portland.

30 anni fa, ASTM ha creato un nuovo standard noto come ASTM C1157 che è basato sulle prestazioni piuttosto che sulle ricette. Specifica i requisiti prestazionali attraverso parametri tra cui lo sviluppo di resistenza, la durabilità e il basso ritiro. Questa settimana, Sublime Systems ha annunciato che il suo sostituto immediato, scalabile e a basso contenuto di carbonio del cemento tradizionale nel calcestruzzo ha ottenuto la designazione ASTM C1157.

Rispettare questo standard significa che il cemento Sublime può essere utilizzato per produrre calcestruzzo che soddisfi o superi i regolamenti edilizi statunitensi e internazionali applicabili, aprendo la strada alla sostituzione del cemento Portland ordinario su larga scala per ridurre massicciamente la produzione di carbonio delle infrastrutture edilizie globali.

Produrre un sublime cemento a basso contenuto di carbonio

Immagine gentilmente concessa da Sublime Systems

I lettori più attenti vorranno saperne di più su come Sublime Systems elimina l’anidride carbonica dalla produzione del cemento. La risposta è triplice. Innanzitutto, il processo è progettato per utilizzare elettricità da fonti rinnovabili invece che da combustibili fossili. In secondo luogo, il processo Sublime avviene a temperatura ambiente, eliminando la necessità di un riscaldamento estremo. In terzo luogo, invece di utilizzare il calcare come ingrediente principale – che rilascia anidride carbonica quando riscaldato – il processo Sublime utilizza una varietà di materie prime non carbonatiche.

Quelli di voi che sono interessati ad approfondire un po’ più a fondo i dettagli tecnici sono invitati a visitare la pagina tecnologica dell’azienda sul suo sito web, che dice: “Utilizziamo un processo elettrochimico che può trasformare rocce non carbonatiche abbondantemente disponibili e secoli di rifiuti industriali che non rilasciano CO2 quando vengono decomposti in cemento a temperatura ambiente, eliminando completamente la necessità di combustibili fossili”.

Sublime Cement è prodotto con un approccio “true-zero” (in contrapposizione a net-zero). Non richiede compensazioni o infrastrutture aggiuntive per la cattura e lo stoccaggio del carbonio per ridurre le emissioni.

“Sublime è stata fondata per avere un impatto rapido, massiccio e duraturo sulle emissioni globali di CO2 e abbiamo progettato il nostro processo per evitare la CO2 in ogni fase, piuttosto che inquinare e ripulire in seguito”, afferma Leah Ellis, CEO di Sublime.

“Allo stesso tempo, prendiamo molto sul serio la nostra responsabilità nella realizzazione di un prodotto di prossima generazione. Dobbiamo realizzare un cemento ad alte prestazioni che sia sicuro e facile da adottare. Gli standard basati sulle prestazioni basati sui dati, come ASTM C1157, ci consentono di risolvere il problema giusto: sicurezza ed riduzione delle emissioni di carbonio. Il superamento dello standard ASTM C1157 rappresenta un traguardo importante nel dimostrare che l’innovazione del cemento a basso tenore di carbonio di Sublime si integra nello stesso materiale da costruzione in calcestruzzo di qualità richiesto dal settore edile”.

Informazioni su ASTM C1157

In un comunicato stampa del 15 settembre 2023, Sublime Systems ha affermato: “La specifica ASTM C1157 è uno standard basato sulle prestazioni, una categoria ampiamente adottata da una serie di settori in quanto consentono nuovi materiali che possono essere prodotti con emissioni minime mantenendo standard rigorosi e basati sui dati per la sicurezza e le prestazioni.

“ASTM C1157 ha requisiti di resistenza più rigorosi rispetto ai precedenti standard per il cemento idraulico: ASTM C150 per il cemento Portland originale e ASTM C595 per i cementi miscelati, entrambi i quali contengono requisiti prescrittivi e prestazionali.”

Per ottenere la certificazione di conformità ASTM C1157, Sublime Systems ha fornito il suo cemento a un laboratorio di riferimento per cemento e calcestruzzo di terza parte certificato per i test. Sublime Cement, che si basa sulla ricetta del cemento romano, ha superato tutti i requisiti prestazionali di uso generale ASTM C1157 e ha sovraperformato molti campioni di OPC in termini di resistenza e durata, il che suggerisce l’estensione della vita utile a lungo termine del prodotto finale rispetto all’industria odierna lo standard sarà eccellente.

Sublime Systems sta attualmente conducendo ulteriori test per misurare le prestazioni del suo cemento nel calcestruzzo attraverso laboratori di calcestruzzo preconfezionato di terze parti e casi d’uso sul campo. Il suo impianto pilota operativo ha una capacità attuale di progettazione di oltre 100 tonnellate di cemento all’anno e la società è in procinto di mettere in servizio il suo primo impianto commerciale, che dovrebbe diventare operativo nel 2025.

“Sublime è sulla buona strada per produrre cemento privo di CO2 che abbia prestazioni migliori e costi inferiori rispetto a quello che esce oggi dai camion di calcestruzzo”, ha affermato Clay Dumas, socio generale di Lowercarbon Capital. “Ora, la designazione ASTM C1157 apre la strada all’adozione globale del cemento più pulito al mondo”.

Si stima che il 70% delle infrastrutture che esisteranno nel 2050 per ospitare la crescente popolazione urbana mondiale non saranno ancora costruite. Bilanciare tali obiettivi di costruzione globali con obiettivi di riduzione delle emissioni significa che un approccio a basse emissioni di carbonio come quello adottato da Sublime Systems diventa essenziale non solo per soddisfare questa domanda, ma anche per superare le prestazioni degli standard attuali.

È fondamentale conquistare la fiducia dell’intero ecosistema di acquirenti del cemento di prossima generazione, che comprende fornitori di calcestruzzo preconfezionato, appaltatori di calcestruzzo, architetti, ingegneri, appaltatori generali, proprietari di edifici e agenzie governative.

Sublime Systems è in trattative attive con i clienti e sta pianificando attivamente i primi getti sul campo nel quarto trimestre del 2023. “Il settore edile globale comprende l’importanza della decarbonizzazione del cemento e del calcestruzzo, ma deve bilanciare questo con la responsabilità di eseguire grandi progetti infrastrutturali che soddisfino specifiche attuali e mantenere i requisiti di durabilità”, ha affermato Jim Carreira, direttore tecnico di Boston Sand and Gravel. “La conformità ASTM C1157 di Sublime è un passo importante per aumentare la fiducia del settore nel passaggio a un materiale drasticamente decarbonizzato che funzioni come il materiale su cui fa attualmente affidamento il nostro settore”.

“Proprietari, progettisti e appaltatori attenti riconoscono da tempo che le specifiche orientate alle prestazioni che chiedono ciò che è necessario, invece di dire ai fornitori cosa fare, si traducono in soluzioni di miglior valore”, ha affermato Don Davies, leader di ingegneria strutturale con progetti in 18 paesi e più di 50 grandi centri metropolitani.

“Con test adeguati e backup dei dati, da tempo consideriamo ASTM C595 e i cementi ASTM C1157 pienamente orientati alle prestazioni come la chiave a basso contenuto di carbonio per il nostro futuro. Personalmente sono entusiasta di come questi materiali di prossima generazione, come il cemento Sublime C1157, ridurranno più rapidamente le emissioni nel calcestruzzo”.

L’asporto

In un post su Medium, Sublime Systems afferma che all’inizio l’azienda era nervosa all’idea di suggerire ai clienti di prendere in considerazione l’utilizzo di cemento che non contenesse il normale cemento Portland, ma presto apprese che aziende come Boston Sand & Gravel erano abbastanza a loro agio nell’usare un prodotto che soddisfacesse standard prestazionali come ASTM C1157 invece di standard basati su ricette.

“I clienti non si preoccupano della composizione chimica del cemento che acquistano e utilizzano”, ha scritto l’azienda. “Non abbiamo ancora sentito i nostri clienti parlare di silicato di alite, belite, di- o tri-calcio. Invece, parlano in termini di psi, rapporto acqua-cemento, crollo, resistenza ai solfati e reazione alcali-silice. Chiedi a qualsiasi professionista QA/QC del ready-mix e ti dirà: La prescrizione non garantisce la prestazione.”

Ci vuole coraggio per sconvolgere un business globale come quello del cemento, ma questo tipo di scoperte tecnologiche sono esattamente ciò di cui abbiamo bisogno se vogliamo evitare che la Terra diventi una patata al forno.

Ridurre le emissioni di carbonio potrebbe rivelarsi fondamentale per mantenere la Terra abitabile per gli esseri umani quasi quanto elettrizzare il settore dei trasporti. Ottenere le necessarie certificazioni di test è un lavoro duro, ma ora che quel passo è stato compiuto, il mondo è quasi pronto affinché il cemento a emissioni zero trovi la sua strada nell’ambiente costruito.